Възможно ли е по-неочаквано и по-поразително откритие от това, че светът, който познаваме от раждането си, е само приблизително достоверен образ на квантовия свят, който е толкова труден за разбиране? Това е само една от фундаменталните теми в теоретичната физика, които Антъни Зи обсъжда в тази книга. Присъединете се към неговото пътуване с десетте най-важни и най-удивителни идеи във физиката.
„10-те най-важни идеи във физиката“ е разказ, пленяващ читателите с всяка от тези идеи и начина, по който те са били достигнати. В началото на списъка са идеите, че материалният свят е понятен и че законите на физиката са еднакви навсякъде. С напредването на разказа наглед непоклатимият образ на нашия свят ще се разпадне в плетеница от танцуващи полета, които изглеждат все по-симетрични, колкото по-задълбочено вникваме в природата им. Ще научите също, че физичните истини са универсални, а не относителни, и че силите в мултивселената не са отделни една от друга, а съставляват неделимо цяло – идея, която днес все още не е развита напълно.
С типичните за Антъни Зи остроумие и прозорливост „10-те най-важни идеи във физиката“ ще ви покаже защо книгата на природата е написана на езика на математиката, защо ентропията и информацията са неразривно свързани и защо принципът на най-малкото действие е в основата на хореографията на танца, в който е вплетено всяко съществуващо нещо.
Антъни Зи е американски теоретичен физик от китайски произход, роден през 1945 г. в Шанхай. Той е професор в Калифорнийски университет в Санта Барбара и е известен със своя принос към теоретична физика, особено в областта на квантовата теория на полето и гравитацията.
Зи е популярен и като автор на научни книги, достъпни за широка публика. Неговият стил се отличава с яснота, чувство за хумор и способност да обяснява сложни концепции по разбираем начин.
***
АНТЪНИ ЗИ И ДЕСЕТТЕ ОСНОВНИ ИДЕИ ВЪВ ФИЗИКАТА
В тази книга ще обсъдим десет основни идеи, всяка от които е изложена накратко в отделна глава. Ще представя всяка от десетте глави в рамките на едно или две изречения.
- Материалният свят е понятен.
Това, че Вселената е разбираема, е най-трудната за осмисляне идея, достигната от човека. Въпреки това природата се е отнасяла снизходително към теоретичните физици, позволявайки им да поддържат тази идея.
- Законите на физиката са еднакви тук, там и навсякъде, както и вчера, днес и утре.
Физиката е универсална и вечна и ако не беше така, не бихме могли да разберем вселената, включително началото на историята ѝ.
- Светът е квантов.
Със сигурност най-удивителното откритие на човека е това, че зад нашия всекидневен свят се крие тайнствен квантов свят, в който здравият разум и традиционните ни разбирания за действителността са неприложими.
- Квантови полета завинаги: голямата любов на Айнщайн.
Вселената е проникната от заплетения танц на квантовите полета. Възбудените състояния на тези полета пораждат частиците, които познаваме и обичаме – някои от тях мимолетни, други привидно вечни.
- Страховита симетрия: вселена, преливаща от симетрии.
Защо физиката става все по-симетрична, а значи и все по-проста и „по-елегантна“, колкото повече повърхностни пластове на реалността разбулваме? Това е истински дълбока загадка.
- Айнщайн– унищожител на относителността и хореограф на пространство-времето.
Законите на физиката не зависят от личността на физика: истината не е относителна противно на това, в което ни убеждават някои философи.
- Единство на силите във вселената.
Физиката обхваща безчет закони. Невероятно постижение на науката през ХХ век е това, че тя е свела всички тях до четири фундаментални взаимодействия, след което е обединила три в единна теория, макар гравитацията засега да отказва да се присъедини към останалите.
- Създателят говори езика на математиката.
Вигнер се чудел дали ефективността на математиката във физиката е необяснима. Аз подобно на мнозина – макар и не всички – теоретични физици, все още не съм решил тази загадка.
- Ентропия и топлинен шум: споделянето е всичко.
Взаимодействието между две частици не ни казва нищо за колективното поведение на милиарди частици: ентропията и стрелата на времето са емерджентни. „Повече значи различно.“
- Физиката е там, където е действието.
Принципът на Ферма за най-малкото време поставя началото на постепенно отдалечаване от Нютоновото разбиране, според което куп уравнения на движението определят случващото се във вселената. На най-фундаментално ниво физиката се формулира чрез понятието за действие – чрез него природата създава хореографията на случващото се във вселената.
И така, десет глави, всяка от които е посветена на една голяма идея. Впрочем за момент обмислях добавянето на още една глава, озаглавена „Криза във физиката: поучителен разказ за моралния упадък в науката“. Тази глава мистериозно изчезна, но може да се появи отново в някоя бъдеща книга.
Разбира се, значението на числото 10 се дължи на еволюционна случайност. В бъдеще мога да добавям нови глави или да отстраня някоя стара.
Не единствено изчисления, или и това, и онова
Физиката не се свежда до въвеждане на стойности в уравнения и изчисляване на крайния резултат. След като с години проверявах домашни работи първо в гимназията, а след това и в университета, съзнавам, че учениците и студентите неизбежно стигат до този извод. Търсенето на резултати мотивира много, но не всички физици. Дик Файнман вероятно го е казал най-добре по своя неподражаем начин: „Физиката е като секса: води до практически резултати, но не затова се занимаваме с нея.“ Резултатите са това, което застила пътя към славата и богатството. Мнозина от нас обаче са движени от жаждата да разберат как работи вселената. Аз, както и приятелите ми, се удивляваме от логичното съчетаване на идеи, благодарение на което едни незначителни същества като нас успяват да проумеят вселената – от най-малкото до най-голямото в нея. Една вселена, която е така огромна и немислимо сложна! Фразата „Ама че работа!“ сякаш е била измислена заради нас, физиците.
Айнщайн е казал: „Искам да знам как Бог е създал този свят. Не се интересувам от това или от онова явление. Искам да знам какво е мислел, всичко останало са подробности.“ Добре казано! Вероятно обаче само Айнщайн може да си позволи да сведе по-голямата част от физиката до „подробности“. Харесах това изказване, когато го срещнах за пръв път и го използвах в първата ми научнопопулярна книга „Страховита симетрия“. За моя изненада, в резултат започнах да получавам писма, в които читатели ме призоваваха на дуел. Един от тях беше посветил целия си живот точно на такива „подробности“ и беше буквално вбесен. Имаше друг, който знаеше всичко за една област във физиката, дори беше светило в нея, но нямаше представа какво се случва в останалите. Айнщайн не е между нас от десетилетия и няма как да го съдим за думите му. Вероятно обаче с типичния негов хумор бихме могли да предложим на доктора по „това“ и професора по „онова“ да ги свържем един с друг.
Нека не се вълнуваме излишно! Всички физици се занимават с „това“ или „онова“, включително Великият старец. Макар някои от най-възхваляваните му статии да обсъждат фундаментални въпроси, свързани с времето и пространството, или с природата на квантовия свят, аз самият с удоволствие съм се запознал с прозренията му относно вискозитета на влажния пясък и термодинамичните принципи в основата на работата на нов вид хладилници. Всъщност почти всички физици през почти цялото време се занимават с „това“ или „онова“, на което Айнщайн презрително би обърнал гръб.
Истината е, че повечето велики открития са достигнати чрез изследване на „това“ или „онова“. Младият Макс Планк възвестил началото на квантовата революция не чрез безцелни философски размисли дали зад познатата ни реалност не се крие друг свят, а като изследвал електромагнитни вълни, уловени в кухини с висока температура. Друг пример е тъмната енергия, която задвижва разширяването на вселената и чието съществуване е установено чрез детайлен анализ на избухванията на свръхнови. Както съм казвал и другаде, физиката е голяма шатра, под която има място за всички – от звероукротители до акробати и клоуни. Тя напредва на много фронтове; неизбежно е фундаменталните прозрения за природата на пространството и времето да се появяват веднъж на 100 години, противно на това, което си мислят мнозина любители на тази наука. И да, разбирам, че „Повече значи различно“ – при това по-добре, отколкото може би си мислите.
Въпреки това книгата, която държите в ръцете си, е посветена на фундаменталните идеи във физиката и не обръща особено внимание на Айнщайновите „това“ и „онова“ освен с чисто илюстративна цел. Така че помислете добре, преди да ми изпратите писмо, в което давате израз на своето възмущение. Разбира се, знам, че дяволът се крие в детайлите и че е важно да сме наясно как да се ровим из тях. Тази книга обаче е посветена на общия план.
Книгата „10-те най-важни идеи във физиката“, от Антъни Зи, можете да закупите с 20% отстъпка, чрез сайта на "Издателство Изток - Запад".
